
Основной принцип работы карбонизационной колонны заключается в том, что аммиачно-солевой раствор или маточный раствор в противоточном режиме контактирует с газообразным диоксидом углерода; при одновременном протекании четырёх процессов — абсорбции, химической реакции, теплообмена и кристаллизации — выделяются кристаллы бикарбоната натрия (сырого, т.е. технического бикарбоната натрия).
Основной принцип работы карбонизационной колонны заключается в том, что аммиачно-солевой раствор или маточный раствор в противоточном режиме контактирует с газообразным диоксидом углерода; при одновременном протекании четырёх процессов — абсорбции, химической реакции, теплообмена и кристаллизации — выделяются кристаллы бикарбоната натрия (сырого, т.е. технического бикарбоната натрия).
Проще говоря, газ движется в колонне снизу вверх, а жидкость стекает сверху вниз; оба потока интенсивно контактируют и взаимодействуют внутри колонны. Процесс условно делится на три стадии:
Абсорбция и химическая реакция: аммиачно-солевой раствор (или аммиачный маточный раствор), движущийся в колонне сверху вниз, поглощает диоксид углерода, подаваемый снизу; сначала образуется карбамат аммония, затем он гидролизуется до бикарбоната аммония, после чего реагирует с ионами натрия с образованием бикарбоната натрия.
Кристаллизация и выделение: бикарбонат натрия имеет низкую растворимость в растворе; кроме того, реакция сопровождается выделением тепла, а в колонне имеется зона охлаждения, поэтому при достижении раствором состояния пересыщения происходит кристаллизация и выделение кристаллов, образуется суспензия сырого бикарбоната натрия.
Разделение и использование: после вывода сырого бикарбоната натрия из нижней части колонны его подвергают фильтрации и прокаливанию с разложением до кальцинированной соды (карбоната натрия); выделяющийся при этом диоксид углерода возвращается в колонну для повторного использования.